CN113454298B - 作业机械 - Google Patents

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Abstract

控制器基于天线的设置位置、作业装置的可动范围、上部旋转体的姿势、和上部旋转体的方位角，而将当天线从多个测位卫星接收测位信号时作业装置有可能成为障碍物的范围设定作为卫星遮挡范围。控制器在基于从接收机取得的卫星测位状况数据而判断为卫星遮挡范围的设定会相反地使基于接收机实现的测位运算精度降低的情况下，解除卫星遮挡范围的设定。在卫星遮挡范围的设定被解除后的情况下，接收机基于从多个测位卫星发送的测位信号来运算上部旋转体的位置。

Description

作业机械
技术领域
本发明涉及具有如下控制器的作业机械，该控制器基于从多个卫星接收的卫星信号来运算车身的位置，并基于该运算结果和作业装置的姿势来运算作业机械上的控制点的位置。
背景技术
近年来，施工现场中信息化施工的导入正在发展。信息化施工是指，在由调查、设计、施工、检查、管理等构成的一系列建筑工程中关注于施工并通过电子信息和ICT(Information and Communication Technology：信息通信技术)的运用来实现施工的高效化的***。作为应对信息化施工的机械而已知以搭载导引功能和机械控制功能的液压挖掘机为代表的作业机械，该导引功能是指，将车身位置和前作业装置的位置以及姿势与施工目标面的位置信息一同显示于监视器的功能。该机械控制功能是指，以使铲斗不过度挖掘施工目标面的方式控制前作业装置的功能。这样的应对信息化施工的作业机械基于具有三维坐标信息的信息化施工数据而相对于操作员进行信息提示，并提供作业支援、驾驶支援的功能。例如在液压挖掘机的机械导引中，根据车身的位置以及姿势信息和前作业装置的姿势信息来运算铲斗顶端位置，并经由监视器向操作员提示铲斗相对于施工目标面的位置。
在这样的液压挖掘机中，有时为了运算地球坐标系(地理坐标系)中的上部旋转体(车身)的位置信息而搭载有卫星测位***(例如GNSS(Global Navigation SatelliteSystem：全球测位卫星***))，该卫星测位***通过经由安装于该上部旋转体的测位天线来接收来自测位卫星的测位信号而运算上部旋转体的位置。但是，在液压挖掘机中，动臂、斗杆、铲斗等前方部件与卫星测位***的测位天线相比存在于上方，由此有时会妨碍基于直线路径实现的测位信号的接收。在这种情况下，测位天线作为被称为多路径(multipath)的回折波和反射波而接收测位信号的可能性较高。若接收回折波和反射波来用于测位运算，则在测位结果中包含误差的可能性变高。因此，作为尝试降低多路径影响的技术而例如有专利文献1所述的技术。
在专利文献1所述的液压挖掘机中，将与测位天线相比可能会位于上方的前作业装置等上部构造体的外表面由电波吸收体覆盖，由此抑制测位信号由上部构造体反射并被测位天线接收，尝试抑制位置计测精度的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－75820号公报
发明内容
但是，专利文献1所述的技术虽然能够降低由上部构造体(前作业装置)反射的信号(反射波)的影响，但无法降低在上部构造体回折的信号(回折波)的影响。
通常，液压挖掘机是通过利用前作业装置来重复挖掘、旋转、放土等一系列动作来进行作业的作业机械，作业中的前作业装置的姿势有可能频繁变化。若前作业装置的姿势变化，则测位信号由前作业装置遮住的测位卫星也变化，由此有时用于测位运算的测位卫星的组合也变化。若用于测位运算的测位卫星的组合变化，则会在测位结果中产生较大偏差，或即使在相同位置进行相同作业的情况下测位结果的再现性也会降低。该结果可能导致如下课题：前作业装置(铲斗爪尖)的位置运算精度恶化，实际精整的面的形状不同于施工目标面等。
本发明是为解决上述课题而做成的，其目的为提供能够基于来自测位卫星的测位信号高精度地运算作业机械的位置的作业机械。
本申请包括解决上述课题的多个方式，但若举出一例，则作业机械具有：下部行驶体；能够旋转地安装于所述下部行驶体的上部旋转体；能够转动地安装于所述上部旋转体的作业装置；用于从多个测位卫星接收测位信号的天线；基于由所述天线接收到的测位信号来运算所述上部旋转体的位置的接收机；用于检测所述上部旋转体以及所述作业装置的姿势的姿势传感器；和基于由所述接收机运算出的所述上部旋转体的位置、所述上部旋转体的方位角、由所述姿势传感器检测到的所述作业装置的姿势、和所述作业装置的尺寸数据来运算所述作业装置上设定的控制点的位置的控制器，其中，所述控制器在判断为正在由所述作业装置进行要求精度的作业的情况下，基于所述天线的设置位置、所述作业装置的可动范围、由所述姿势传感器检测到的所述上部旋转体的姿势、和所述上部旋转体的方位角，而将当所述天线从多个所述测位卫星接收测位信号时所述作业装置有可能成为障碍物的所述天线的上空视野的范围设定作为遮挡范围，在所述控制器基于从所述接收机取得的卫星测位状况数据而判断为所述遮挡范围的设定会使基于所述接收机实现的所述上部旋转体的位置的运算精度提高的第1情况下，所述接收机基于来自多个所述测位卫星中将位于所述遮挡范围内的测位卫星排除的剩余测位卫星的测位信号来运算所述上部旋转体的位置，在所述控制器基于从所述接收机取得的卫星测位状况数据而判断为所述遮挡范围的设定会使基于所述接收机实现的所述上部旋转体的位置的运算精度降低的第2情况下，所述接收机不使用所述遮挡范围，基于从多个所述测位卫星发送的测位信号来运算所述上部旋转体的位置。
发明效果
根据本发明，能够基于来自测位卫星的测位信号高精度地运算作业机械的位置。
附图说明
图1是本发明的实施方式的液压挖掘机的构成的概略图。
图2是本发明的实施方式的控制***的硬件构成的概略图。
图3是表示本发明的实施方式的控制器的功能框图的图。
图4是表示液压挖掘机与测位卫星之间的位置关系一例的图。
图5是表示GNSS天线上空中的测位卫星的配置一例的图。
图6是在图5中设定有卫星遮挡范围的情况的图。
图7是表示本发明的实施方式的控制器的处理流程的图。
图8是表示本发明的实施方式的控制器(精度要求判断部)的处理流程的图。
图9是表示本发明的实施方式的控制器(卫星遮挡设定部)的处理流程的图。
具体实施方式
以下使用附图来说明本发明的实施方式。本实施方式将本发明适用于作为作业机械的履带式液压挖掘机，是将控制点(由控制器100运算位置并作为控制对象的液压挖掘机上的点)设定在液压挖掘机的铲斗顶端的情况。此外，控制点也可以设定在液压挖掘机的任何部位，前作业装置的作业工具并不限于以下说明的铲斗。另外，只要是具有如下接收机的作业机械，该接收机通过天线从测位卫星接收测位信号并运算地球坐标系中的主体(上部旋转体)的位置，则本发明不限于以下说明的液压挖掘机，均能够适用。另外，各图中，有时对相同部件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
图1是液压挖掘机1的概略图。图1中，液压挖掘机1由车辆主体2和多关节型的前作业装置3构成。车辆主体2具有履带式的下部行驶体5、和在左右方向上能够旋转地安装于下部行驶体5的上部的上部旋转体4。前作业装置3能够转动地安装于上部旋转体4。前作业装置3由动臂6、斗杆7以及铲斗8等多个前方部件构成，由作为各自的液压缸的动臂液压缸9、斗杆液压缸10及铲斗液压缸11驱动。
在前作业装置3上搭载有用于检测前作业装置3的姿势的多个姿势传感器20(20a、20b、20c)。多个姿势传感器20a、20b、20c分别搭载于前方部件6、7、8，输出用于运算所搭载的前方部件6、7、8的姿势的姿势数据。根据输出后的姿势数据能够运算各前方部件6、7、8的姿势，通过将其组合而能够运算前作业装置3的姿势。作为姿势传感器20a、20b、20c，例如能够利用能够检测相对于规定面(例如水平面)的倾斜角的惯性计测装置(IMU)。
在上部旋转体4上搭载有用于检测上部旋转体4的姿势(倾斜角度)的姿势传感器20d(参照图3)。能够根据姿势传感器20d输出的姿势数据来运算上部旋转体4的姿势。作为姿势传感器20d，能够与姿势传感器20a－20c同样地例如利用惯性计测装置(IMU)。
在上部旋转体4搭载有驾驶室12、旋转液压马达(旋转驱动装置)13、发动机(未图示)、和由发动机驱动并向液压挖掘机内的液压执行机构供给工作油的液压泵(未图示)等装置。
而且，在上部旋转体4上搭载有用于检测地球坐标系中的上部旋转体4的位置的卫星测位***21(天线21a、21b以及接收机21c)、能够运算液压挖掘机1(包括前作业装置3)上设定的控制点的位置(例如现场坐标系中的位置)的控制器100；和用于使控制器100与以外部服务器102为代表的外部终端进行通信的通信装置23(参照图2)。
在驾驶室12中设有用于操作液压挖掘机内的液压执行机构的多个操作杆(操作装置)18。在本实施方式中，操作员对各操作杆18进行操作，由此能够分别驱动动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11、旋转液压马达13、行驶液压马达15a、15b。操作员向各操作杆18输入的操作量由操作传感器17(参照图2)检测并向控制器100输出。例如在操作杆18为液压先导式的情况下，作为操作传感器17而能够利用压力传感器。
另外，在驾驶室12内设有：将用于生成施工目标面的设计面的三维数据(3D设计面数据)登记至控制器100内的记忆装置(未图示)的施工目标面设定装置24；用于显示以前作业装置3与施工目标面之间的位置关系为代表的各种信息的监视器(显示装置)19；用于作为后述的限制控制(机械控制)的控制模式而供操作员选择粗挖掘模式和精整模式的某一个的控制模式选择开关26；和作为用于记录向控制器100输入输出的各种信息的装置的记录装置(例如半导体存储器)25(参照图2)。本实施方式中，虽然控制器100和记录装置25设置在驾驶室12内部，但也可以设置在驾驶室12的外部。另外，记录装置25也可以由控制器100内的记忆装置代替。
下部行驶体5在左右两侧具有履带14a、14b，履带14a、14b通过由行驶液压马达15a、15b分别驱动而使下部行驶体5行驶。此外，在图1中仅表示左侧的履带14a以及行驶液压马达15a，省略了右侧的履带14b以及行驶液压马达15b的图示。上部旋转体4经由旋转轮16能够转动地与下部行驶体5连接，由旋转液压马达13驱动。
图2表示本发明的实施方式中的位置计测***的***构成例。
在图2中，卫星测位***21与上部旋转体4上搭载的无线机30连接。无线机30用于接收从在地球坐标系中的坐标为既知的基准局所设置的卫星测位***发送的修正数据，接收后的修正数据向卫星测位***21内的接收机21c输出。
如图1所示，卫星测位***21具有：设置在上部旋转体4的上表面且用于接收来自多个测位卫星的测位信号的两个GNSS天线21(第1GNSS天线21a以及第2GNSS天线21b)；和能够基于由第1GNSS天线21a以及第2GNSS天线21b接收到的测位信号和由无线机30接收到的修正数据来实时运算上部旋转体4的位置以及方位角的接收机21c。
第1GNSS天线21a以及第2GNSS天线21b是RTK-GNSS(Real Time Kinematic-GlobalNavigation Satellite Systems)用的天线。
接收机21c根据由第1GNSS天线21a以及第2GNSS天线21b接收到的测位信号来运算各GNSS天线21a、21b的位置数据(上部旋转体4的位置数据)，并利用这两个GNSS天线21a、21b的位置数据来运算从一个GNSS天线向另一个GNSS天线的矢量，基于该矢量的方向来计算上部旋转体4的朝向(方位角)。接收机21c运算出的上部旋转体4的位置数据和方位角数据向控制器100输出。
姿势传感器20(20a、20b、20c、20d)检测到的各前方部件6、7、8和上部旋转体4的倾斜角数据向控制器100输出。
操作传感器17检测到的操作杆18的操作量的数据向控制器100输出。操作传感器17设在基于操作杆18的各个操作对象上，检测作为动臂6、斗杆7、铲斗8、上部旋转体4以及下部行驶体5的操作信号而输出的工作油的压力(先导压)。
在操作杆18上具有控制模式选择开关26。控制模式选择开关26是作为后述的限制控制(机械控制)的控制模式而能够选择与施工目标面的精度相比使前作业装置3的动作速度(例如斗杆7的动作速度)优先的粗挖掘模式、和与前作业装置3的动作速度(例如斗杆7的动作速度)相比使施工目标面的精度优先的精整模式的开关。
粗挖掘模式是例如在限制控制的执行中不对斗杆7(斗杆液压缸10)的动作速度进行限制的模式。在该模式中，不对斗杆7的动作速度设置限制，斗杆7以与操作员的操作相符的速度动作，由此能够进行快速的挖掘作业。然而，即使在铲斗8离施工目标面近的状态下也不会对斗杆速度施加限制，由此具有因斗杆速度而导致铲斗8侵入施工目标面的下方的可能性。
精整模式是例如在限制控制的执行中对斗杆7(斗杆液压缸10)的动作速度设置限制的模式。在该模式中，例如，随着铲斗8接近施工目标面而将斗杆7的动作速度的最大值设定得小。在该情况下，施工目标面附近处的斗杆速度与操作员操作所规定的速度相比容易减速，但容易使铲斗8位于施工目标面上或其上方，因此能够不损伤施工目标面地进行高精度的挖掘作业。
作为控制模式选择开关26，例如能够利用按钮式的开关。本实施方式中，通过按下控制模式选择开关26，操作员能够在利用限制控制进行施工时切换为希望的控制模式。尤其在如操作员要求施工精度那样的作业中，通过按动手边所具有的开关，就能够切换至能够进行高精度施工的精整模式、和无需高精度施工的粗挖掘模式。另外，本实施方式中，说明了将控制模式选择开关26设在操作杆18的例子，但也可以另外设在驾驶室12内的其他场所，或作为图像开关而设在监视器19上。
施工目标面设定装置24是用于将用于生成施工目标面的3D设计面数据登记至控制器100内的记忆装置(未图示)的装置。施工目标面设定装置24例如是兼用为信息化施工用所准备的显示器的控制器(例如具有触摸面板式显示器的平板终端)，能够执行作业内容和各种设定，也能够进行关于机械导引的设定。
3D设计面数据例如能够经由非易失性的半导体存储器等而输入至施工目标面设定装置24。另外，也能够经由网络从服务器输入，由此读取3D设计面数据。该装置可以与控制器100兼用，也可以将施工目标面设定装置24的功能搭载于控制器100。
显示装置19是显示各种信息的装置。在本实施方式中，显示装置19是设置在驾驶室12内的液晶显示器的监视器，在监视器19上，相对于操作员而提示有与由各姿势传感器20取得的信息一同生成的侧面观察液压挖掘机1的图像以及施工目标面的截面形状等信息。
记录装置25是用于记录各种信息的装置。记录装置例如是半导体存储器等的非易失性记忆介质，能够通过驾驶室12内所具有的专用插口而拆装。
通信装置23是在控制器100与外部终端(例如外部管理用服务器102)之间的数据收发中利用的装置。通信装置23例如通过卫星通信来进行挖掘机1与处于远程地方的服务器102之间的数据的收发。具体地，通信装置23通过基地局向服务器102发送记录装置25内记录的数据或基于这些数据所生成的二次数据。另外，通信装置23也可以通过移动电话网和窄域无线通信网等实现挖掘机1与基地局之间的数据交换。
接着，分功能来说明由控制器100执行的处理。在本实施方式中，图3表示将由控制器100执行的处理的一部分按各个功能模块化的图(功能框图)。
控制器100是具有运算处理装置(例如CPU(未图示))以及记忆装置(例如半导体存储器和硬盘驱动器等(未图示))的计算机，由该运算处理装置执行该记忆装置内记忆的程序，由此作为图3所示的各部分(挖掘机姿势运算部42、异常状态判断部43、施工目标面运算部44、液压***控制部45、监视器显示控制部46、精度要求判断部47、卫星遮挡设定部48、信息记忆部49)发挥功能。以下，说明由各部分执行的处理。
挖掘机姿势运算部42作为位置信息检测部40和姿势运算部41而发挥功能。
位置信息检测部40进行将由卫星测位***21的接收机21c运算出的第1GNSS天线21a和第2GNSS天线21b的在地球坐标系中的位置数据(纬度、经度、高度)转换为车身坐标系中的位置数据(坐标值)的运算。例如，第1GNSS天线21a的车身坐标系中的坐标值是通过挖掘机1的设计尺寸和基于全站仪等测量设备进行的测定而已知的，因此车身坐标系和地球坐标系能够通过使用上部旋转体4的倾斜角度(俯仰角以及横滚角)、第1GNSS天线21a的车身坐标系中的坐标值、和基于地球坐标系求出的坐标转换参数而相互转换。因此，能够计算作为车身坐标系原点的动臂销中心的地球坐标系中的坐标值。能够运算车身坐标系中的挖掘机1的任意点的在地球坐标系中的坐标值。
由姿势运算部41基于由姿势传感器20a～20d运算出的各前方部件6、7、8以及上部旋转体4的角度信息来运算液压挖掘机1(前作业装置3以及上部旋转体4)的姿势。
挖掘机姿势运算部42通过由位置信息检测部40计算出的动臂销(车身坐标系原点)的位置坐标数据、上部旋转体4的朝向(方位角)、由姿势运算部41计算出的姿势数据、和预先计测或记忆的各前方部件6、7、8的尺寸数据而能够计算挖掘机1在施工中使用的铲斗8中的控制点(例如，铲斗宽度方向上的铲斗爪尖的中心)的位置数据(坐标值)。另外，也能够运算用于计算将侧面观察挖掘机1得到的图像显示于监视器19时的姿势的姿势数据。此外，在本实施方式中，为了执行限制控制而将控制点设定在铲斗爪尖，但能够根据机械控制的处理内容而将控制点适当设定在其他位置。
在施工目标面运算部44中，基于从施工目标面设定装置24输入的3D设计面数据、和由挖掘机姿势运算部42运算出的现在的挖掘机1的位置数据，来运算用于供挖掘机1挖掘的施工目标面，并向液压***控制部45输出。施工目标面是前作业装置3的动作平面与3D设计面数据之间的切线，前作业装置3的动作平面是指，与各前方部件6、7、8以及动臂销正交的平面且是从动臂销的轴向上的中心通过的面。计算出的施工目标面也能够作为由监视器19显示的施工目标面的形状来利用，并向监视器显示控制部46输出。另外，也向精度要求判断部47输出。
在监视器显示控制部46中，基于由施工目标面运算部44运算出的施工目标面、和由挖掘机姿势运算部42运算出的前作业装置3的姿势来运算施工目标面与前作业装置3之间的位置关系，并将施工目标面和前作业装置3显示于监视器19。由此，例如实现作为将动臂6、斗杆7、铲斗8等前作业装置3的姿势及铲斗8的顶端位置和角度显示于监视器19而对操作员的操作进行支援的机械导引***的功能。
在液压***控制部45中，运算用于控制由液压泵、控制阀以及各液压执行机构等构成的液压挖掘机1的液压***的指令值并将其输出。在本实施方式中，作为机械控制而能够执行如下的限制控制，该限制控制为，基于前作业装置3与施工目标面之间的距离(目标面距离)来控制前作业装置3，以使得前作业装置3的动作范围限制于施工目标面上以及其上方。
更具体地，本实施方式中的限制控制为，相对于操作员所操作的斗杆7的动作(例如斗杆收回动作)，控制器100自动地追加动臂6的抬升动作，以使得随着目标面距离接近零，而在与施工目标面正交的方向中向施工目标面接近的方向上的铲斗爪尖上速度成分也接近零。由此在施工目标面上，与施工目标面正交的铲斗爪尖的速度成分保持在零。此时，与施工目标面平行的铲斗爪尖的速度成分没有成为零，因此例如只要操作员相对于操作杆18输入斗杆收回操作，则铲斗8的爪尖就沿着施工目标面平行移动而能够进行沿着施工目标面的挖掘。当通过控制器100自动地追加动臂6的抬升动作时，是通过从控制器100相对于根据输入的控制信号而输出先导压的电磁比例阀(未图示)输出控制信号、并由该先导压对控制动臂液压缸9的动作的控制阀(未图示)进行控制而进行的。此外，在本实施方式中作为机械控制而涉及限制控制，但例如也能够利用于进入禁止控制等其他控制，该进入禁止控制为，在液压挖掘机1的周围设定进入禁止区域，以使控制点不进入该进入禁止区域内的方式自动地控制各种液压执行机构。
精度要求判断部47是判断前作业装置3是否处于要求精度的作业中的部分。使用后述的图8的流程图来详细说明，但精度要求判断部47通过操作杆18和由挖掘机姿势运算部42计算出的前作业装置3的位置数据、和由施工目标面运算部44运算出的施工目标面数据等，掌握液压挖掘机1的作业内容和操作员的要求，判断相对于液压挖掘机1上设定的控制点的位置控制的要求精度高不高。
异常状态判断部43是基于姿势传感器20、卫星测位***21、施工目标面设定装置24以及通信装置23等关于挖掘机1上搭载的各设备的信息来判断挖掘机1中发生的异常是什么的部分。例如，在搭载有机械导引功能的信息化施工机中，操作员一边参照监视器19中提示的铲斗8与施工目标面之间的位置关系，一边以使实际的铲斗8的爪尖沿着施工目标面移动的方式进行前作业装置3的操作。即便是这样，在由铲斗8挖掘的完成形状相对于施工目标面过度挖掘的情况下，操作员会认识到在液压挖掘机1中发生了什么样的异常。异常状态判断部43在这样的异常发生时，判断其原因是设备的故障，还是来自测位卫星的测位信号的接收状况和基于无线机30的修正数据的接收状况不良。异常状态判断部43在判断为异常原因是卫星测位状况恶化的情况下，将“测位状况异常标识”向信息记忆部49以及监视器显示控制部46输出，在判断为异常原因是设备故障的情况下，将“设备异常标识”向信息记忆部49以及监视器显示控制部46输出。
(测位状况异常标识的输出)
关于测位状况异常标识，接收机21c将基于自身(接收机21c)实现的测位的信赖度向控制器100随时输出，异常状态判断部43(控制器100)在该信赖度为规定值Vt1以下时判断为异常原因是卫星测位状况的恶化，将测位状况异常标识向监视器显示控制部46以及信息记忆部49输出。
输入有测位状况异常标识的显示控制部46在监视器19中显示表示基于接收机21c实现的测位的信赖性低的信息(消息和图像)。由此，操作员认识到基于卫星测位***21实现的测位精度恶化，由此例如在对精整作业利用限制控制(机械控制)的情况下，需要中断作业直到测位精度恢复。
输入有测位状况异常标识的信息记忆部49在测位的信赖度处于规定值Vt1以下的期间里收集并记忆卫星测位状况数据(后述)，将记忆的卫星测位状况数据与其数据的取得时刻一同经由通信装置23向外部管理用服务器102输出。此时也可以为，将卫星测位状况数据向记录装置25输出并在液压挖掘机1侧将其记忆。
卫星测位状况数据是表示从接收机21c输出的卫星测位状况的数据的总称，例如包括测位中利用的测位卫星的个数、由卫星测位运算出的位置(纬度、经度、高度)中的高度方向上的位置(高度)的方差、根据测位中利用的测位卫星的几何学配置运算出的VDOP(Vertical Dilution of Precision：垂直精度降低率)、以及接收机21c的测位信赖度中的至少一个数据。通过将卫星测位状况数据记录至外部管理用服务器102和记录装置25，能够使异常发生原因不是设备的故障而是卫星测位状况的情况明确化，另外，提高了能够事后特定卫星测位状况恶化的详细原因的可能性。
(设备异常标识的输出)
作为与设备异常标识有关的设备，在搭载于液压挖掘机1的发动机、液压泵等标准设备的基础上，还具有为了信息化施工用所搭载的设备。作为信息化施工用设备而具有在各前方部件6、7、8和上部旋转体4上搭载的姿势传感器20、卫星测位***21中的接收机21c、操作传感器(压力传感器)17、通信装置23、无线机30等。异常状态判断部43当检测到异常发生时，基于检测这些设备的运转状况的各种传感器的输出值和从该设备输出的数据等来判断在各设备是否发生了异常，在判断为发生了异常的情况下，将设备异常标识向监视器显示控制部46以及信息记忆部49输出。
输入有设备异常标识的显示控制部46在监视器19内显示表示在设备发生了异常(故障)的信息(消息和图像)。由此操作员能够认识到设备发生了异常，由此例如包括是否更换设备的判断地需要迅速进行设备的详细异常诊断。
输入有设备异常标识的信息记忆部49在接收到该标识的时刻的前后，对规定时间内的设备运转状况数据(快照数据)进行收集及记忆，将记忆的设备运转状况数据与该数据的取得时刻一同经由通信装置23向外部管理用服务器102输出。此时也可以为，将设备运转状况数据向记录装置25输出而也在液压挖掘机1侧记忆。设备运转状况数据是当判断有无设备异常时利用的各种数据的总称，例如包括：包含前作业装置3的液压挖掘机1的位置数据和姿势数据、操作员的操作量、各液压执行机构和由与其连接的油路上设置的压力传感器检测到的工作油的压力值等。通过将设备运转状况数据记录至外部管理用服务器102和记录装置25，能够使异常发生原因不是卫星测位状况而是设备故障的情况明确化，另外，提高了能够事后特定卫星测位状况恶化的详细原因的可能性。
在外部管理用服务器102中能够储存3D设计面数据和施工现场的土质信息、包括施工现场的周边的地形信息、施工现场中的通信可能区域等，在外部管理用服务器102中也能够构成为，能够掌握通信状况。另外，通过将在发生异常的作业机械的周边作业的其他作业机械的数据也同时上传至外部管理用服务器102，能够掌握卫星和通信等，与环境有关的异常时数据。另外，有时因与通信***和卫星测位等环境有关的因素，导致施工状态恶化，由此在本实施方式中，调查发生异常的情况下的卫星的配置状态(例如包括VDOP的DOP值)和此时的信号等级等成为何种状态，并为了报告而将其记录。
尤其考虑到，当实施信息化施工时，在其中也使作业机械的一部分动作自动化的基于机械控制进行的作业中，也会发生相对于施工目标面挖得过深，和铲斗8没有接近直到施工目标面的事态。在这样的情况下，以往需要服务人员到达现场，观察实际的机械举动，确认各种传感器的状态等，由此判断是机械性异常，还是因周围状况的影响导致的测位状况的恶化等。在本实施方式中，将异常发生时的各种数据发送至外部管理用服务器102，而且确认作业内容和各搭载设备的状态，因此能够高效地进行异常发生后的支援。
接着，使用图4至图6来说明在挖掘作业时卫星测位状况恶化的场景一例。
图4表示由挖掘动作中的前作业装置3遮住了来自测位卫星的测位信号的场景下的液压挖掘机的姿势变化(姿势A、姿势B)，图5、图6分别表示此时的第1GNSS天线21a的上空视野。
图4中，液压挖掘机1正在进行法面的切割作业。操作员一边参照监视器19中显示的施工目标面与铲斗8之间的位置关系，一边以使铲斗8的爪尖沿着施工目标面移动的方式进行液压挖掘机的挖掘操作。图6中由虚线包围的区域60表示前作业装置3(动臂6、斗杆7、铲斗8)成为障碍物而测位信号到达GNSS天线21a、21b被遮住的区域(有时称为“遮蔽区域”)，在该遮蔽区域60内存在有测位信号被遮住的卫星(例如卫星G1)。在如图4所示的状况中，如姿势A那样地使动臂6下降来挖掘与挖掘机1相比靠下方的部位的状态下，如图5所示地能够看到卫星G1，但若如姿势B那样地在斗杆拉回的同时使动臂6上升，则会如图6所示地成为来自卫星G1的测位信号被动臂6遮住的状况。由此，在进行如图4所示的一系列动作的期间内，具有能够直接接收卫星G1的测位信号的情况(姿势A)、和卫星G1的测位信号受到反射和回折等影响的情况(姿势B)，会随时变化。在该情况下，具有在位置计算中使用的测位卫星的组合发生变化的可能性，位置计测结果的偏差变大。
当位置计测，接收机21c执行由两个GNSS天线21a、21b接收的来自卫星的测位信号的质量和接收测位信号的GNSS卫星的配置等的各种条件判断来选择位置计算中所使用的卫星(测位信号)。卫星的配置由DOP(Dilution Of Precision：精度降低率)这种数值来评价，例如在测位卫星偏靠上空视野的一个方向分布等情况下，DOP变差(数值大)，作为结果计算出的位置精度恶化。相对于此，在卫星均匀分布于上空视野的情况下，DOP变好(数值小)，计算出的位置精度提高。这是因为基于卫星测位***21进行的位置计测是应用三角测量进行的计测***。基于卫星测位***21进行的位置计测中，在DOP以外，还具有GNSS卫星的计时误差和轨道信息的误差等因各卫星而微妙不同的误差要因，即使液压挖掘机1处于相同位置，若位置计算中所使用的卫星的组合不同，则在位置的结果中也会产生偏差。
另外，在上述那样的施工中，有时在挖掘动作之后进行放土作业，在该情况下，在挖掘动作的结束后在将动臂6抬升并将斗杆7和铲斗8卷起的姿势下进行旋转操作而向放土位置移动。在放土位置使斗杆7以及铲斗8放出来进行放土作业之后，再次旋转而返回挖掘位置进行作业。在这样的场景中，当旋转时之前一直能够补充的卫星变得无法看到，或之前无法补充的卫星变得能够看到，此时测位中所使用的卫星发生变化。因此，即使在前作业装置3返回原来位置的情况下，有时位置计测的再现性也会恶化。这样地，若位置计算结果的再现性恶化，则监视器19内显示的铲斗顶端与施工目标面之间的位置关系在每次挖掘作业中都不同，会产生完成形状不连续等的问题。
为了解决这种课题，本实施方式中，为了限定接收机21c对卫星测位所利用的测位卫星，控制器100在车身坐标系上设定卫星遮挡范围65(参照图6)。当卫星测位时，接收机21c基于从将位于控制器100所设定的卫星遮挡范围65内的测位卫星排除的剩余测位卫星发送的测位信号来进行运算第1GNSS天线21a的位置的处理。
接着，使用图7的处理流程，详细说明基于本实施方式的控制器100进行的卫星遮挡范围65的设定处理。图7中，这些处理流程以固定周期间隔(例如100ms)反复运算。
(卫星遮挡范围的设定处理(1))
在步骤S101中，控制器100取得由卫星测位***21(接收机21c)运算出的第1GNSS天线21a的位置数据、和从第1GNSS天线21a向第2GNSS天线21b的矢量数据。
在步骤S102中，控制器100在挖掘机姿势运算部42中，基于从各前方部件6、7、8以及上部旋转体4上安装的姿势传感器(IMU)20输出的数据(姿势传感器数据)来运算各部件5－8的姿势数据。接着在步骤S103中，挖掘机姿势运算部42基于由步骤S101取得的卫星测位***21的运算数据(两个GNSS天线21a、21b的三维位置、和从第1GNSS天线21a向第2GNSS天线21b的矢量数据)、和由步骤S102运算出的各部件5－8的姿势数据，进行通常的矢量运算和坐标转换，并运算地球坐标系和现场坐标系中的、液压挖掘机1的位置以及姿势和铲斗顶端(控制点)的三维位置。由步骤S103运算出的液压挖掘机1的位置以及姿势和铲斗顶端(控制点)的位置向异常状态判断部43、施工目标面运算部44、液压***控制部45、监视器显示控制部46、精度要求判断部47、卫星遮挡设定部48等控制器100内必要的部分输出(步骤S110)。
在步骤S104中，控制器100在精度要求判断部47中判断是否由前作业装置3正在进行要求精度的作业(也就是说，对于控制点(铲斗顶端)的位置运算是否要求高精度的位置运算)。在此，临时中断图7的说明，使用图8来详细说明精度要求判断部47判断是否要求精度的处理(精度要求标识的运算处理)。图8表示运算精度要求标识的方法的处理流程。图8的流程中精度要求判断部47基于从控制模式选择开关26输出的控制模式数据、从施工目标面运算部44输出的施工目标面数据、和从挖掘机姿势运算部42输出的挖掘机姿势数据来运算精度要求标识(决定精度要求标识的开启、关闭)。
(精度要求标识的运算处理)
在步骤S201中，精度要求判断部47取得由挖掘机姿势运算部42运算出的挖掘机姿势数据(由图7的步骤S103运算出的数据)。
接着，精度要求判断部47在步骤S202输入由控制模式选择开关26选择的控制模式(控制模式数据)，在步骤S203判断所选择的控制模式是否为精整模式。
在步骤S203中判断为选择了精整模式的情况下，由于精整模式在其模式的性质上需要以高精度计算铲斗顶端的位置，所以卫星测位的精度也需要为高精度。由此，精度要求判断部47在步骤S204中将精度要求标识设为开启，将其结果向卫星遮挡设定部48输出。
另一方面，在步骤S203中判断为没有选择精整模式的情况(即，在本实施方式中选择了粗挖掘模式的情况)下，精度要求判断部47在步骤S205中取得由施工目标面运算部44运算出的施工目标面数据。接着在步骤S206中，精度要求判断部47基于在步骤S201取得的挖掘机姿势数据和在步骤S205取得的施工目标面数据来运算铲斗顶端(前作业装置3)离施工目标面的距离并向步骤S207前进。在步骤S207中，精度要求判断部47判断在步骤S206运算出的从铲斗顶端(前作业装置3)至施工目标面的距离是否为规定值D1以下(例如30cm以下)。
在由步骤S207判断为铲斗顶端与施工目标面之间的距离大于规定值D1的情况下，精度要求判断部47前进至步骤S210并将精度要求标识设为关闭，并将其结果向卫星遮挡设定部48输出。
另一方面，在由步骤S207判断为铲斗顶端与施工目标面之间的距离为规定值D1以下的情况下，精度要求判断部47前进至步骤S208并运算前作业装置3的姿势变化。在步骤S208中，精度要求判断部47基于一个控制周期前取得的挖掘机姿势与由本次的流程取得的挖掘机姿势之间的差量，来运算前作业装置3的姿势变化，并前进至步骤S209。在步骤S209中，精度要求判断部47判断在由步骤S208计算出的挖掘机姿势中是否具有变化。
在由步骤S209判断为在挖掘机姿势中具有变化的情况下，则认为铲斗顶端与施工目标面之间的距离为规定值D1以下且非常近，而且挖掘机姿势发生了变化，具有铲斗顶端损伤施工目标面的可能性，需要高精度地运算铲斗顶端的位置。因此，前进至步骤S204并将精度要求标识设为开启，并将其结果向卫星遮挡设定部48输出。
另一方面，在由步骤S209判断为在挖掘机姿势中没有变化的情况下，前进至步骤S210并将精度要求标识设为关闭，并将该结果向卫星遮挡设定部48输出。也就是说，该情况下，即使铲斗顶端与施工目标面之间的距离为规定值D1以下且接近时，只要液压挖掘机1处于静止的状况，就判断为前作业装置3没有处于要求精度的作业中。此外，在本实施方式中，基于各前方部件6、7、8的姿势变化来运算前作业装置3是否正在动作(步骤S208)，但也可以基于从操作杆18输入的信息，也就是说从操作传感器17输入的信息来判断有无前作业装置3的动作。另外，也可以基于液压挖掘机1的位置数据、姿势传感器数据、操作杆18的压力(操作量)和施工目标面数据来判断挖掘机1是否处于挖掘中。另外，仅通过上述信息，挖掘机1实际是否正在进行挖掘作业并不明确，由此也可以使用对各液压缸9、10、11施加的压力传感器的输出来判断。
此外，也可以始终将精度要求标识设为开启，省略图8的流程。另外，挖掘机1的姿势数据也可以不通过步骤S201，在判明控制模式不是精整模式之后的例如步骤S205取得。而且，在图8的例中，基于(1)所选择的控制模式是否为精整模式、和(2)铲斗顶端与施工目标面之间的距离以及有无挖掘机姿势的变化这两个条件的组合来决定精度要求标识的开启、关闭，但也可以基于上述(1)、(2)中的至少一方来决定精度要求标识的开启、关闭。而且也可以从(2)的条件中省略有无挖掘机姿势的变化。在挖掘机姿势的变化中，也能够包括上述的前作业装置3的姿势变化以外的姿势变化。
(卫星遮挡范围的设定处理(2))
返回图7的说明。在步骤S105中，控制器100在卫星遮挡设定部48中判断精度要求标识是否为开启。在该判断中判断为精度要求标识为开启的情况下，卫星遮挡设定部48使处理向步骤S106前进。
步骤S106中，为了例如在车身坐标系上设定卫星遮挡范围65，卫星遮挡设定部48运算卫星遮挡范围65的设定参数，该卫星遮挡范围65是当GNSS天线21a、21b从挖掘机上空的多个测位卫星接收测位信号时前作业装置3可能会成为障碍物的GNSS天线21a、21b的上空视野的范围。作为卫星遮挡范围65的设定参数，而具有以各GNSS天线21a、21b的位置为基准而对遮挡的方位角范围进行规定的最小方位角以及最大方位角、和对遮挡的仰角范围进行规定的最小仰角以及最大仰角(参照图6)。如图6所示，卫星遮挡范围65成为由从最小方位角至最大方位角为止的方位角范围、和从最小仰角至最大仰角为止的仰角范围的双方所包围的范围。此外，如图6所示，也可以将最小方位角作为上部旋转体4的方位角(车身方位角)。
卫星遮挡范围65是基于上部旋转体4(液压挖掘机1)中的各GNSS天线21a、21b的设置位置(例如上部旋转体4上设定的车身坐标系中的坐标位置)与前作业装置3(动臂6、斗杆7、铲斗8)的可动范围之间的位置关系、由姿势传感器20d检测到的上部旋转体4的倾斜角度、和根据从第1GNSS天线21a向第2GNSS天线21b的矢量数据运算出的上部旋转体4的方位角而设定的。另外，在具有既存的建造物和可能会成为障碍的墙壁等的情况下，也可以在卫星遮挡范围65追加因该障碍物而对测位产生不良影响的范围。此外，针对卫星遮挡范围65的设定，也能够通过两个GNSS天线21a、21b分别设定。另外，图6所示的由旋转角和仰角规定的卫星遮挡范围65只不过是一例，只要是以各GNSS天线21a、21b为基准设定的区域，与可以通过其他参数来规定卫星遮挡范围。
在步骤S107中，卫星遮挡设定部48接收表示从卫星测位***21内的接收机21c输出的卫星测位状况的数据(卫星测位状况数据)。在卫星测位状况数据中包括测位中所利用的测位卫星的个数、由卫星测位运算出的位置(纬度、经度、高度)中的高度方向上的位置(高度)的方差、VDOP(垂直精度降低率)、以及接收机21c的测位信赖度等。
在步骤S108中，卫星遮挡设定部48基于由步骤S107取得的卫星测位状况数据来运算卫星遮挡禁止标识，并判断是否设定卫星遮挡范围65。在此，再次中断图7的说明，使用图9来详细说明在步骤S108中卫星遮挡设定部48所进行的处理。
(卫星遮挡禁止标识的运算处理)
图9表示与基于卫星遮挡设定部48进行的卫星遮挡处理的禁止标识(卫星遮挡禁止标识)的计算方法有关的处理流程。在此，使用由步骤S107从接收机21c取得的卫星测位状况数据来判断是否设定卫星遮挡范围65，在判断为因设定卫星遮挡范围65而相反地导致基于接收机21c进行的测位运算(例如上部旋转体4的位置数据)的精度降低的情况下，解除卫星遮挡范围65的设定。卫星测位状况数据是由接收机21c取得的与多个测位卫星有关的各种信息，例如有能够从卫星测位的接收机21c获得的NMEA消息等。卫星测位状况数据中也可以包括与基于接收机21c进行的测位运算结果相关的数据。
首先，在步骤S301中，卫星遮挡设定部48取得与卫星测位***21有关的各种信息、即卫星测位状况数据。在本实施方式取得的卫星测位状况数据中，包括测位运算中所用的各测位卫星的信号等级、能够接收测位信号的测位卫星数量、将测位信号利用于测位的测位卫星数量、测位结果以及其方差、表示测位卫星的配置不良的指标即VDOP(VerticalDilution of Precision：垂直精度降低率)、测位运算结果的信赖度(测位信赖度)。
在步骤S302中，卫星遮挡设定部48判断由步骤S301取得的卫星测位状况数据中的对测位利用的测位卫星的个数是否为规定阈值Ns(例如Ns＝4(个))以上。卫星遮挡处理是指，相对于测位信号可能会受到前方部件6、7、8等影响的GNSS天线21a、21b的上空视野的范围而设定卫星遮挡范围65，将位于该卫星遮挡范围65内的卫星排除来进行测位，由此提高测位性能。但是，在卫星数量少的情况下，若将卫星遮蔽，则测位运算中所使用的卫星数量不足，成为对测位运算来讲不希望的状况。因此，在本实施方式中，在这样的情况下，禁止实施卫星遮挡处理。在步骤S302的判断中，判断为对测位利用的卫星数量不足阈值Ns的情况下，向步骤S306前进，将卫星遮挡禁止标识设为开启。
另一方面，在由步骤S302判断为对测位利用的卫星数量为Ns以上的情况下，向步骤S303前进。
此外，例举阈值Ns为4(个)的理由是，虽然在三维空间内能够运算位置的最小卫星数为3个，但为了修正计时的时差，需要来自4个测位卫星的测位信号。
在步骤S303中，卫星遮挡设定部48使用由步骤S301取得的卫星测位状况数据，并基于由接收机21c运算出的挖掘机1(上部旋转体4)的位置中的高度方向上的位置(高度)的偏差是否收在规定范围，来判断是否需要卫星遮挡范围65的设定。若说明本实施方式的具体方法，则卫星遮挡设定部48判断由卫星测位获得的高度相对于规定期间内的平均值的偏差(高度的偏差)dh是否收在规定范围内。在此，卫星遮挡设定部48判断－σ＜偏差dh＜σ是否成立。例如，σ是由卫星测位获得的高度的标准偏差。高度的标准偏差是将由卫星测位获得的高度与规定期间内的高度的平均值之差乘方所得的值的平均(高度的方差)的平方根。偏差dh和标准偏差σ能够基于从接收机21c输出的测位结果的时序而由卫星遮挡设定部48运算。
在由步骤S303判断为高度的偏差脱离规定范围的情况下，向步骤S306前进，将卫星遮挡禁止标识设为开启。
另一方面，在由步骤S303判断为高度的偏差收在规定范围内的情况下，向步骤S304前进。
在步骤S304中，卫星遮挡设定部48使用由步骤S301取得的卫星测位状况数据，基于根据对卫星测位利用的测位卫星的几何学配置运算出的VDOP是否不足规定的精度降低率阈值α(例如α＝1)，来判断是否需要卫星遮挡范围65的设定。在DOP中，除了VDOP之外，还具有PDOP(Position Dilution of Precision)和HDOP(Horizontal Dilution ofPrecision)，虽然也能够基于这些数据进行判断，但优选由VDOP的值来判断。
在由步骤S304判断为VDOP为精度降低率阈值α以上的情况下，由于卫星配置不良，所以向步骤S306前进并将卫星遮挡禁止标识设为开启。相反地，在由步骤S304判断为VDOP不足精度降低率阈值α的情况下，向步骤S305前进并将卫星遮挡禁止标识设为关闭。
(卫星遮挡范围的设定处理(3))
返回图7的说明。在步骤S109中，控制器100在卫星遮挡设定部48中判断卫星遮挡禁止标识是否为关闭。在通过该判断而判断为卫星遮挡禁止标识为开启的情况(第2情况)下，向步骤S111前进，卫星遮挡设定部48判断为卫星遮挡范围65的设定会导致基于接收机21c实现的测位精度降低，将由步骤S106运算出的卫星遮挡范围65的设定参数(例如最小方位角、最大方位角、最小仰角、最大仰角)重置。由此，解除了卫星遮挡范围65的设定，因此接收机21c也能够利用来自前作业装置3有可能成为障碍物的卫星的测位信号来进行测位。
另一方面，在通过步骤S109的判断而判断为卫星遮挡禁止标识为关闭的情况(第1情况)下，向步骤S112前进。在步骤S112中，卫星遮挡设定部48判断为卫星遮挡范围65的设定会导致基于接收机21c实现的测位精度提高(即不会使其降低)，将由步骤S106运算出的卫星遮挡范围65的设定参数向接收机21c(卫星测位***21)输出。由此，设定了基于设定参数决定的卫星遮挡范围65，中断了从位于该卫星遮挡范围65内的测位卫星发送的测位信号利用于基于接收机21c进行的测位的情况。
(效果)
在以上那样构成的本实施方式的液压挖掘机中，通过设定卫星遮挡范围65，能够防止从各GNSS天线21a、21b来看位于前作业装置3可能会成为测位信号的障碍物的范围内的测位卫星在测位中被利用，因此能够提高液压挖掘机1上设定的规定控制点(例如铲斗爪尖)的位置运算精度，该结果为，也能够提高该控制点的控制精度和施工精度(第1情况)。
另外，在本实施方式的液压挖掘机中，即使在精度要求标识为开启而对前作业装置3的控制要求高精度的作业中，在能够使用的卫星数量不充分的情况、测位结果的偏差大的情况、和在能够使用的卫星的配置中具有不平均的情况(第2情况)下，设定卫星遮挡范围65而相反导致测位精度降低的可能性高，由此，在符合这些条件的情况下，将卫星遮挡禁止标识设为开启来解除卫星遮挡范围65的设定。由此在测位中能够利用的卫星数量增加，因此与继续设定卫星遮挡范围的情况相比较，能够提高测位精度。
尤其在本实施方式中，关注于VDOP和测位结果中的高度的偏差这一高度方向(垂直方向)上的参数的变化来设定卫星遮挡禁止标识。对于从事于要求高精度的作业的液压挖掘机1，通常不进行高度方向上的移动，这些高度方向上的参数的变化是限定的。因此，关注于这些高度方向上的参数来判断卫星遮挡禁止标识的开启或关闭，由此与利用水平方向上的参数来进行同样判断的情况相比较，能够提高其信赖性。
(其他)
此外，本发明并不限定于上述实施方式，包含不脱离其要旨范围内的各种变形例。例如，本发明不限定于具有上述实施方式所说明的全部构成，也包括将其构成的一部分删除的方案。另外，也能够将某一实施方式的构成的一部分对其他实施方式的构成追加或置换。
在图9的流程中，基于卫星数量(步骤S302)、高度的偏差(步骤S303)以及VDOP(步骤S304)的三个条件来设定卫星遮挡禁止标识的开启和关闭，但也可以基于这三个中的至少一个条件来设定卫星遮挡禁止标识的开启和关闭。例如，在图9的流程中，当卫星数量为规定阈值以上时，且高度的偏差收在规定范围内时，且VDOP不足规定阈值时，将卫星遮挡禁止标识设为关闭，但也可以在这三个条件中的至少一个被满足的情况下将卫星遮挡禁止标识设为关闭。另外，判断卫星数量(步骤S302)、高度的偏差(步骤S303)以及VDOP(步骤S304)的三个条件的顺序不限于图9的流程所示的顺序，可以按任意顺序来判断。
对于在步骤S303中判断偏差是否收在规定范围内，可以不仅利用图9所示的高度，而且利用与高度同样地由接收机21c运算出的纬度以及经度来进行判断。在该情况下，也可以基于高度、纬度、经度中的至少一个偏差是否收在规定范围内来判断。另外，在上述中，说明了判断通过卫星测位获得的位置(高度)相对于规定期间内的平均值的偏差是否收在±σ的范围(σ＝标准偏差)内，但也可以代替标准偏差，而判断实际的数值是否收在例如±β[mm]的范围内。作为±β的具体例，举出±20[mm]。这是因为，虽然在机械导引和机械控制中要求了位于前作业装置的顶端的铲斗处的精度，但若考虑机械误差和其他的姿势传感器的误差，则优选为，偏差收在该数值的范围内。
对于在步骤S304中判断是否不足规定的精度降低率阈值，可以不仅针对图9所示的VDOP，而且针对HDOP和DOP进行判断。
另外，上述控制器100的各构成和该各构成的功能以及执行处理等也可以使其一部分或全部由硬件(例如通过集成电路设计执行各功能的逻辑等)实现。另外，控制器100的构成也可以作为通过由运算处理装置(例如CPU)读取及执行而实现控制器100的构成的各功能的程序(软件)。该程序的信息例如能够记忆于半导体存储器(闪存、SSD等)、磁性记忆装置(硬盘驱动器等)以及记录介质(磁盘、光盘等)等。
另外，在上述的各实施方式的说明中，控制线和信息线表示了为了该实施方式的说明所必要的部分，但不限于必须表示关于产品的全部的控制线和信息线。可以认为实际上几乎所有构成是相互连接的。
附图标记说明
1…液压挖掘机，3…前作业装置，4…上部旋转体，5…下部行驶体，6…动臂，7…斗杆，8…铲斗，9…动臂液压缸，10…斗杆液压缸，11…铲斗液压缸，12…驾驶室，13…旋转液压马达，14a…履带，14b…履带，15a…行驶液压马达，15b…行驶液压马达，16…旋转轮，17…操作传感器，18…操作杆，19…监视器(显示装置)，20a－20d…姿势传感器(IMU)，21…卫星测位***，21a…第1GNSS天线，21b…第2GNSS天线，21c…接收机，23…通信装置，24…施工目标面设定装置，25…记录装置，26…控制模式选择开关，30…无线机，40…位置信息检测部，41…姿势运算部，42…挖掘机姿势运算部，43…异常状态判断部，44…施工目标面运算部，45…液压***控制部，46…监视器显示控制部，47…精度要求判断部，48…卫星遮挡设定部，49…信息记忆部，60…遮蔽区域，65…卫星遮挡范围，100…控制器，102…外部管理用服务器。

Claims (7)

1.一种作业机械，其具有：
下部行驶体；
能够旋转地安装于所述下部行驶体的上部旋转体；
能够转动地安装于所述上部旋转体的作业装置；
用于从多个测位卫星接收测位信号的天线；
基于由所述天线接收到的测位信号来运算所述上部旋转体的位置的接收机；
用于检测所述上部旋转体以及所述作业装置的姿势的姿势传感器；和
基于由所述接收机运算出的所述上部旋转体的位置、所述上部旋转体的方位角、由所述姿势传感器检测到的所述作业装置的姿势、和所述作业装置的尺寸数据来运算所述作业装置上设定的控制点的位置的控制器，所述作业机械的特征在于，
所述控制器在判断为正在由所述作业装置进行要求精度的作业的情况下，基于所述天线的设置位置、所述作业装置的可动范围、由所述姿势传感器检测到的所述上部旋转体的姿势、和所述上部旋转体的方位角，而将当所述天线从多个所述测位卫星接收测位信号时所述作业装置有可能成为障碍物的所述天线的上空视野的范围设定作为遮挡范围，
在所述控制器基于从所述接收机取得的卫星测位状况数据而判断为所述遮挡范围的设定会使基于所述接收机实现的所述上部旋转体的位置的运算精度提高的第1情况下，所述接收机基于来自多个所述测位卫星中将位于所述遮挡范围内的测位卫星排除的剩余测位卫星的测位信号来运算所述上部旋转体的位置，
在所述控制器基于从所述接收机取得的卫星测位状况数据而判断为所述遮挡范围的设定会使基于所述接收机实现的所述上部旋转体的位置的运算精度降低的第2情况下，所述接收机不使用所述遮挡范围，基于从多个所述测位卫星发送的测位信号来运算所述上部旋转体的位置。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述第1情况是指，由所述接收机基于从所述剩余测位卫星发送的测位信号运算出的所述上部旋转体的位置的偏差收在规定范围时、根据所述剩余测位卫星的几何学配置运算出的精度降低率不足规定的精度降低率阈值时、和所述剩余测位卫星的个数为规定阈值以上时之中的至少一个情况，
所述第2情况是指，由所述接收机基于从所述剩余测位卫星发送的测位信号运算出的所述上部旋转体的位置的偏差脱离所述规定范围时、或根据所述剩余测位卫星的几何学配置运算出的所述精度降低率为所述规定的精度降低率阈值以上时、或所述剩余测位卫星的个数不足所述规定阈值时。
3.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述第1情况是指，由所述接收机基于从所述剩余测位卫星发送的测位信号运算出的所述上部旋转体的位置中的高度方向上的位置的偏差收在规定范围时、根据所述剩余测位卫星的几何学配置运算出的垂直精度降低率不足规定的精度降低率阈值时、和所述剩余测位卫星的个数为规定阈值以上时之中的至少一个情况，
所述第2情况是指，由所述接收机基于从所述剩余测位卫星发送的测位信号运算出的所述上部旋转体的位置中的高度方向上的位置的偏差脱离所述规定范围时、或根据所述剩余测位卫星的几何学配置运算出的所述垂直精度降低率为所述规定的精度降低率阈值以上时。
4.根据权利要求2所述的作业机械，其特征在于，
还具有用于与外部服务器收发数据的通信装置，
所述控制器在从所述接收机输入的基于所述接收机进行的测位的信赖度为规定值以下时，经由所述通信装置向所述外部服务器输出如下数据，该数据是所述剩余测位卫星的个数、由所述接收机基于从所述剩余测位卫星发送的测位信号运算出的所述上部旋转体的位置的偏差、所述剩余测位卫星的所述精度降低率、从所述接收机输入的基于所述接收机进行的所述测位的信赖度之中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
还具有监视器，其基于由所述控制器运算出的所述控制点的位置数据、和通过所述作业装置的挖掘作业应该成形的施工目标面的位置数据而显示所述作业装置与所述施工目标面的位置关系，
所述控制器在从所述接收机输入的基于所述接收机进行的测位的信赖度为规定值以下时，在所述监视器上显示表示基于所述接收机进行的测位的信赖性低的信息。
6.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述控制器能够执行限制控制，该限制控制为，基于所述作业装置与规定的施工目标面之间的距离来控制所述作业装置，以使得所述作业装置的动作范围限制于所述规定的施工目标面上以及其上方，
还具有用于选择粗挖掘模式和精整模式来作为所述限制控制的控制模式的模式选择开关，该粗挖掘模式下与所述规定的施工目标面的精度相比优先所述作业装置的动作速度，该精整模式下与所述作业装置的动作速度相比优先所述规定的 施工目标面的精度，
在由所述模式选择开关选择了所述精整模式时，所述控制器判断为所述作业机械处于要求精度的作业中并设定所述遮挡范围。
7.根据权利要求6所述的作业机械，其特征在于，
即使在由所述模式选择开关选择了所述粗挖掘模式时，但当所述作业装置与所述规定的施工目标面之间的距离为规定值以下时，且所述作业装置的姿势正在变化时，所述控制器也判断为所述作业机械处于要求精度的作业中并设定所述遮挡范围。
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